JP4993132B2 - Foundation reinforcement method for existing structures - Google Patents
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Description
本発明は、既設構造物の改修で構造物の重量が増大する場合等に必要になる基礎の補強に好適な既設構造物の基礎補強工法に関する。 The present invention relates to a foundation reinforcing method for an existing structure that is suitable for reinforcing a foundation that is necessary when the weight of the structure increases due to the modification of an existing structure.
既設構造物の改修で構造物の重量が増大し、既設の杭基礎の鉛直支持力が改修後の構造物の重量に対し不足する場合には、基礎の補強が必要になる。このような基礎の補強工法として従来一般的に採用されているのは、既設構造物の周辺の地盤に増し杭を打ち込み、既設構造物の底部外周に増し杭の上端に載る張り出し部を構築して、基礎を拡大する工法である(例えば、特許文献1参照)。 If the existing structure increases the weight of the structure and the existing pile foundation has insufficient vertical bearing capacity relative to the weight of the structure after the repair, the foundation needs to be reinforced. Conventionally adopted as a reinforcement method for such a foundation is to build an overhanging part that is placed on the outer periphery of the bottom of the existing structure and placed on the top of the pile. In this method, the foundation is expanded (see, for example, Patent Document 1).
この工法は、構造物の荷重を張り出し部を介して増し杭に伝達することにより、構造物の重量増加分を増し杭で支持させるものである。然し、新たに構築する張り出し部を介して増し杭に的確に荷重を伝達することは困難であり、既設の基礎杭に過大な荷重が作用してしまう虞があって、信頼性に欠ける。また、既設構造物の周辺に杭打ち機を搬入して増し杭の打ち込み作業を行う関係で、既設構造物の使用が制限される。
本発明は、以上の点に鑑み、既設構造物の使用を制限することなく、構造物の重量増に確実に耐えられるように基礎を補強できるようにした既設構造物の基礎補強工法を提供することをその課題としている。 In view of the above, the present invention provides a foundation reinforcing method for an existing structure that can reinforce the foundation so as to reliably withstand the increase in the weight of the structure without restricting the use of the existing structure. That is the issue.
上記課題を解決するために、本発明は、既設構造物の基礎を補強する工法であって、既設構造物の基礎になっている複数本の既設の基礎杭から所定の1本以上の基礎杭を補強対象杭として選択し、既設構造物の直下の地盤に既設構造物の底面に沿って補強対象杭に達する横穴を掘削して、補強対象杭の上部を横穴内に露出させる工程と、補強対象杭の周囲の地盤を横穴から下方に掘り進めて、補強対象杭より大径の拡径穴を掘削する工程と、拡径穴と横穴内に露出する補強対象杭の上部周囲とにコンクリートを打設して、補強対象杭の周囲にコンクリートによる拡径補強部を構築する工程とを備え、拡径穴を掘削する工程では、所定深さ掘削する度に掘削済みの拡径穴の部分の周面に板状の支保材を配置することを繰り返して、拡径穴の周面に上下多段に支保材を配置すると共に、所定の複数の段の支保材の配置時に、当該支保材と補強対象杭との間に放射状に複数の梁部材を介設することを特徴とする。 In order to solve the above-mentioned problems, the present invention is a method for reinforcing the foundation of an existing structure, and a predetermined one or more foundation piles from a plurality of existing foundation piles that are the foundation of the existing structure And the step of excavating a horizontal hole that reaches the target pile along the bottom of the existing structure on the ground directly below the existing structure, exposing the upper part of the target pile to the side hole, and Excavate the ground around the target pile downward from the side hole, excavate a larger diameter hole than the target pile, and apply concrete to the enlarged hole and the upper part of the target pile exposed in the side hole. And a step of constructing a diameter-enlarged reinforcement part by concrete around the pile to be reinforced. Repeat the placement of the plate-shaped support material on the peripheral surface, the peripheral surface of the expansion hole Down multistage with placing pre-supports, when the arrangement of the pre-supports of the predetermined plurality of stages, characterized in that interposed a plurality of beam members radially between the reinforcement object pile with the pre-supports.
本発明によれば、補強対象杭を拡径補強部で補強して、その鉛直支持力を高めることができる。そして、補強対象杭は既設の基礎杭から選択されるため、構造物の荷重の補強対象杭への伝達不良は生じず、補強対象杭で構造物の重量増加分が確実に支持される。従って、構造物の重量増に耐えられるように基礎を確実に補強できる。また、基礎補強の殆どの作業は既設構造物の底面下で行われるため、既設構造物を基礎補強工事中も支障なく使用できる。 According to the present invention, it is possible to reinforce the pile to be reinforced with the diameter-enlarged reinforcing portion and increase its vertical support force. And since the pile to be reinforced is selected from the existing foundation piles, the transmission failure of the load of the structure to the pile to be reinforced does not occur, and the increase in the weight of the structure is reliably supported by the pile to be reinforced. Therefore, the foundation can be reliably reinforced so as to withstand the increase in the weight of the structure. In addition, since most of the work for reinforcing the foundation is performed under the bottom surface of the existing structure, the existing structure can be used without any trouble during the foundation reinforcing work.
ここで、拡径穴の掘削時には、補強対象杭が地盤による周囲からの支持を失う。然し、本発明では、拡径穴の周面に配置した支保材と補強対象杭との間に介設する梁部材により、補強対象杭が周囲から支持され、補強対象杭の座屈といった不具合は生じない。 Here, at the time of excavation of the enlarged hole, the pile to be reinforced loses support from the surroundings by the ground. However, in the present invention, the beam to be reinforced is supported from the periphery by the beam member interposed between the supporting material and the pile to be reinforced arranged on the peripheral surface of the enlarged diameter hole. Does not occur.
更に、本発明によれば、拡径穴を補強対象杭の下端が打ち込まれている支持層まで掘り進めることにより、支持層を目視確認できる。従って、支持層が不均一で補強対象杭が支持層で十分に支持されていない場合には、支持力が高められるように適切な対策を講ずることができ、基礎補強の確実性が担保される。 Furthermore, according to this invention, a support layer can be visually confirmed by digging an enlarged diameter hole to the support layer in which the lower end of the reinforcement | strengthening pile is driven. Therefore, when the support layer is uneven and the pile to be reinforced is not sufficiently supported by the support layer, appropriate measures can be taken to increase the support force, and the certainty of foundation reinforcement is ensured. .
また、本発明においては、拡径補強部を構築した後、横穴にコンクリートを打設して、地中梁を構築する工程を備えることが望ましい。これによれば、水平荷重に対する耐力が強化され、耐震性が向上する。 Moreover, in this invention, after constructing | assembling a diameter expansion reinforcement part, it is desirable to provide the process of placing concrete in a horizontal hole and constructing an underground beam. According to this, the proof strength with respect to a horizontal load is strengthened, and earthquake resistance improves.
図1(a)(b)を参照して、1は地盤F1に打ち込まれた鋼管杭等の基礎杭、2は基礎杭1を基礎としてその上に建造された既設構造物を示している。尚、基礎杭1は等ピッチで複数本設けられており、その下端は岩盤等の支持層F2に打ち込まれている。以下、この既設構造物2の改修で構造物2の重量が増加する場合に行う基礎補強工法について説明する。
Referring to FIGS. 1A and 1B,
この基礎補強工法では、複数本の既設の基礎杭1から重量配分を考慮して1本以上の基礎杭1を補強対象杭1Hとして選択し、補強対象杭1Hを拡径して補強する。本実施形態では、図1(b)の#1〜#9の9本の基礎杭1が補強対象杭1Hとして選択されている。
In this foundation reinforcement method, one or
基礎の補強に際しては、先ず、基礎杭1の既設範囲の一方の側部に隣接させて、既設構造物2の底面2aよりも深い立穴3を掘削する。次に、既設構造物2の直下の基礎杭1の既設範囲の地盤F1を既設構造物2の底面2aから所定深さの部分に亘り立穴3からの薬液注入により硬化させる。
When reinforcing the foundation, first, a
次に、図2(a)に示す如く、既設構造物2の直下の薬液注入で硬化された地盤F1に既設構造物2の底面2aに沿って立穴3から#1の補強対象杭1Hに達する第1の横穴41を掘削し、#1の補強対象杭1Hの上部を横穴41内に露出させる。尚、横穴41は、基礎杭1の実際の配列を目視確認できるように、#2と#3の補強対象杭1Hを含む複数の基礎杭1の脇を通るように掘削される。また、横穴41に隣接する基礎杭1に土圧による偏荷重が作用しないように横穴41の壁面に支保工(図示せず)を設置する。
Next, as shown in FIG. 2 (a), the ground F1 hardened by injection of the chemical solution directly under the existing
次に、図2(b)に示す如く、#1の補強対象杭1Hの周囲の地盤F1を横穴41から下方に掘り進めて、補強対象杭1Hより大径の拡径穴5を支持層F2に達するように掘削する。
Next, as shown in FIG. 2 (b), advancing digging soil F1 around the reinforcing
拡径穴5の掘削工程では、所定深さ掘削する度に掘削済みの拡径穴5の部分の周面に板状の支保材6を配置することを繰り返す。これにより、拡径穴5の周面に支保材6が上下多段に配置される。そして、所定の複数の段の支保材6の配置時、例えば、上から数えて奇数段目の支保材6の配置時に、当該支保材6と補強対象杭1Hとの間に放射状に複数の梁部材7を介設している。
In the excavation process of the diameter-expanded
ここで、拡径穴5の掘削時には、補強対象杭1Hが地盤F1による周囲からの支持を失い、座屈しやすくなる。然し、本実施形態では、支保材6と補強対象杭1Hとの間に介設する梁部材7により補強対象杭1Hが周囲から支持されるため、補強対象杭1Hの座屈が防止される。
Here, at the time of excavation of the
尚、本実施形態では、支保材6と補強対象杭1Hとの間に1段置きに梁部材7を介設しているが、補強対象杭1Hに作用している荷重が小さい場合には2段以上の間隔を存して梁部材7を介設することも可能であり、また、補強対象杭1Hへの作用荷重が大きい場合には、全ての段の支保材6と補強対象杭1Hとの間に梁部材7を介設しても良い。また、梁部材7としては一般に鋼材が用いられるが、伸縮自在な機械式ジャッキを梁部材7として用いることも可能である。
In addition, in this embodiment, although the
拡径穴5の掘削が完了したときは、支持層F2を目視確認する。そして、支持層F2が不均一で補強対象杭1Hが支持層F2で十分に支持されていない場合には、支持力が高められるように適切な対策を講ずる。また、補強対象杭1Hの状態を目視確認し、劣化が進行している場合等はその補修を行う。
When excavation of the enlarged
次に、図2(c)に示す如く、拡径穴5(図2(b)参照)と横穴41内に露出する補強対象杭1Hの上部周囲とにコンクリートを打設して、補強対象杭1Hの周囲にコンクリートによる拡径補強部8を構築する。尚、拡径補強部8の最上端部は、既設構造物2の底面との間にジャッキを入れて拡径補強部8にプレストレスを加え、この状態で既設構造物2の底面との間にコンクリートを打設することにより形成される。これにより、既設構造物2の荷重が確実に拡径補強部8に伝達される。
Next, as shown in FIG. 2 (c), the enlarged diameter bore 5 by Da設concrete to the upper periphery of the reinforcing
拡径補強部8の構築が完了すると、横穴41に#1の補強対象杭1Hの部分から#2の補強対象杭1Hの手前の部分に亘りコンクリートを打設する。その後、横穴41を#2の補強対象杭1H側に掘り進めて、#2の補強対象杭1H用の枝穴4a(図2(a)参照)を掘削し、この枝穴4a内に#2の補強対象杭1Hの上部を露出させる。そして、上記と同様の手順で#2の補強対象杭1Hに対する拡径穴の掘削と拡径補強部8の構築とを行う。次に、横穴41に#2の補強対象杭1Hの部分から#3の補強対象杭1Hの手前の部分に亘りコンクリートを打設した後、横穴41を#3の補強対象杭1H側に掘り進めて、#3の補強対象杭1H用の枝穴4b(図2(a)参照)を掘削し、この枝穴4b内に#3の補強対象杭1Hの上部を露出させる。そして、上記と同様の手順で#3の補強対象杭1Hに対する拡径穴の掘削と拡径補強部8の構築とを行う。その後、横穴41に#3の補強対象杭1Hの部分から立穴3側の入口部分に亘りコンクリートを打設する。これにより、#1の補強対象杭1Hの拡径補強部8と#2の補強対象杭1Hの拡径補強部8と#3の補強対象杭1Hの拡径補強部8とを連結する地中梁91(図2(d)参照)が構築される。
When the build of the enlarged
次に、既設構造物2の直下の地盤F1に既設構造物2の底面2aに沿って立穴3から#6の補強対象杭1Hの脇と#5の補強対象杭1Hの脇とを通って#4の補強対象杭1Hに達する第2の横穴42(図2(a)参照)掘削する。そして、上記と同様の手順で#4の補強対象杭1Hに対する拡径穴の掘削及び拡径補強部8の構築と、横穴42の#4の補強対象杭1Hの部分から#5の補強対象杭1Hの手前部分までのコンクリートの打設と、#5の補強対象杭1Hの上部を露出させる枝穴4cの掘削と、#5の補強対象杭1Hに対する拡径穴の掘削及び拡径補強部8の構築と、横穴42の#5の補強対象杭1Hの部分から#6の補強対象杭1Hの手前部分までのコンクリートの打設と、#6の補強対象杭1Hの上部を露出させる枝穴4dの掘削と、#6の補強対象杭1Hに対する拡径穴の掘削及び拡径補強部8の構築と、横穴42の#6の補強対象杭1Hの部分から入口部分までのコンクリートの打設とを順に行う。これにより、#4の補強対象杭1Hの拡径補強部8と#5の補強対象杭1Hの拡径補強部8と#6の補強対象杭1Hの拡径補強部8とを連結する地中梁102(図2(d)参照)が構築される。
Next, the ground F1 directly below the
次に、既設構造物2の直下の地盤F1に既設構造物2の底面2aに沿って立穴3から#9の補強対象杭1Hの脇と#8の補強対象杭1Hの脇とを通って#7の補強対象杭1Hに達する第3の横穴43(図2(a)参照)掘削する。そして、上記と同様の手順で#7の補強対象杭1Hに対する拡径穴の掘削及び拡径補強部8の構築と、横穴43の#7の補強対象杭1Hの部分から#8の補強対象杭1Hの手前部分までのコンクリートの打設と、#8の補強対象杭1Hの上部を露出させる枝穴4eの掘削と、#8の補強対象杭1Hに対する拡径穴の掘削及び拡径補強部8の構築と、横穴43の#8の補強対象杭1Hの部分から#9の補強対象杭1Hの手前部分までのコンクリートの打設と、#9の補強対象杭1Hの上部を露出させる枝穴4fの掘削と、#9の補強対象杭1Hに対する拡径穴の掘削及び拡径補強部8の構築と、横穴43の#9の補強対象杭1Hの部分から入口部分までのコンクリートの打設とを順に行う。これにより、#7の補強対象杭1Hの拡径補強部8と#8の補強対象杭1Hの拡径補強部8と#9の補強対象杭1Hの拡径補強部8とを連結する地中梁93(図2(d)参照)が構築される。最後に立穴3を埋め戻して、基礎補強工事を完了する。
Next, the ground F1 directly below the existing
上述した基礎補強工法によれば、補強対象杭1Hを拡径補強部8で補強して、その鉛直支持力を高めることができる。そして、補強対象杭1Hは既設の基礎杭1から選択されるため、構造物2の荷重の補強対象杭1Hへの伝達不良は生じず、補強対象杭1Hで構造物2の重量増過分が確実に支持される。従って、構造物2の重量増に耐えられるように基礎を確実に補強できる。更に、各地中梁91,92,93により各複数本の補強対象杭1Hが連結されるため、水平荷重を地中梁91,92,93を介してこれら補強対象杭1Hに良好に負担させることができる。その結果、水平荷重に対する耐力が強化され、耐震性が向上する。また、基礎補強の殆どの作業は既設構造物2の底面下で行われるため、既設構造物2を基礎補強工事中も支障なく使用できる。
According to the above-described foundation reinforcing method, the
F1…地盤、1…基礎杭、1H…補強対象杭、2…既設構造物、2a…既設構造物の底面、41,42,43…横穴、5…拡径穴、6…支保材、7…梁部材、8…拡径補強部、91,92,93…地中梁。 F1 ... ground, 1 ... foundation pile, 1H ... reinforcement target pile, 2 ... existing structure, 2a ... bottom surface of existing structure, 4 1 , 4 2 , 4 3 ... horizontal hole, 5 ... expansion hole, 6 ... support material , 7 ... Beam member, 8 ... Diameter expansion reinforcement part, 9 1 , 9 2 , 9 3 ... Underground beam.
Claims (2)
既設構造物の基礎になっている複数本の既設の基礎杭から所定の1本以上の基礎杭を補強対象杭として選択し、既設構造物の直下の地盤に既設構造物の底面に沿って補強対象杭に達する横穴を掘削して、補強対象杭の上部を横穴内に露出させる工程と、
補強対象杭の周囲の地盤を横穴から下方に掘り進めて、補強対象杭より大径の拡径穴を掘削する工程と、
拡径穴と横穴内に露出する補強対象杭の上部周囲とにコンクリートを打設して、補強対象杭の周囲にコンクリートによる拡径補強部を構築する工程とを備え、
拡径穴を掘削する工程では、所定深さ掘削する度に掘削済みの拡径穴の部分の周面に板状の支保材を配置することを繰り返して、拡径穴の周面に上下多段に支保材を配置すると共に、所定の複数の段の支保材の配置時に、当該支保材と補強対象杭との間に放射状に複数の梁部材を介設することを特徴とする既設構造物の基礎補強工法。 A method of reinforcing the foundation of existing structures,
Select one or more predetermined foundation piles as the reinforcement target piles from multiple existing foundation piles that are the foundation of the existing structure, and reinforce along the bottom of the existing structure on the ground directly under the existing structure Drilling a horizontal hole reaching the target pile and exposing the upper part of the reinforcing target pile in the horizontal hole;
Digging the ground around the pile to be reinforced downward from the side hole, and excavating a larger diameter hole than the pile to be reinforced,
Providing concrete around the enlarged hole and the upper periphery of the pile to be reinforced exposed in the side hole, and constructing an enlarged reinforced portion with concrete around the pile to be reinforced,
In the process of drilling the expanded hole, the plate-shaped support material is repeatedly arranged on the peripheral surface of the expanded hole portion every time a predetermined depth is drilled. And a plurality of beam members are provided between the support material and the pile to be reinforced in a radial manner when the support materials are arranged in a predetermined plurality of steps. Foundation reinforcement method.
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